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論文

Supercritical water pretreatment method for analysis of strontium and uranium in soil (Andosols)

永岡 美佳; 藤田 博喜; 相田 卓*; Guo, H.*; Smith, R. L. Jr.*

Applied Radiation and Isotopes, 168, p.109465_1 - 109465_6, 2021/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.22(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

原子力施設周辺では、環境試料中の放射化学分析(環境モニタリング)が行われる。環境試料中の$$alpha$$, $$beta$$核種の前処理は、従来、酸を用いて有機物を分解し、$$^{90}$$Sr, U, Pu等の対象核種を抽出する方法で行われている。そこで、酸の代わりに超臨界水を用いた環境に優しい新しい前処理法を開発した。本研究では、茨城県の土壌(黒ボク土)を用いて水熱前処理を行い、放射性Sr及びUの前処理を行った。その結果、Sr及びUの回収率はそれぞれ70%及び40%であった。また得られた回収率は、水の密度との相関関係にあることが分かった。開発した方法により、放射化学分析の前処理法における環境負荷を低減することができる。

論文

Study of charged particle activation analysis, 2; Determination of boron concentration in human blood samples

池部 友理恵*; 大島 真澄*; 伴場 滋*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史*; Bi, C.*; 瀬戸 博文*; 天野 光*; et al.

Applied Radiation and Isotopes, 164, p.109106_1 - 109106_7, 2020/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は難治性がんの治療に有効な放射線療法である。BNCTでは、中性子照射時間や中性子被曝量のコントロールのために、全血試料中の$$^{10}$$B濃度の正確な定量が不可欠である。我々は荷電粒子誘起放射化分析法(CPAA)を全血試料中$$^{10}$$B濃度の非破壊・精密測定に適用した。実験は原子力機構(JAEA)タンデム加速器にて8MeVの陽子ビームを用いて実施した。$$^{10}$$B(p,$$alpha$$)$$^{7}$$Be反応で生成する$$^{7}$$Beからの478keV $$gamma$$線を用いて$$^{10}$$Bを定量した。また血液中の鉄との核反応で生成する$$^{56}$$Coの$$gamma$$線を用いて$$gamma$$線強度を規格化した。実験の結果、開発したCPAA法は血液中の$$^{10}$$B濃度の定量に適用できることが明らかとなった。

論文

Corrigendum to "Model design of a compact delayed gamma-ray moderator system using $$^{252}$$Cf for safeguards verification measurements" [Appl. Radiat. Isot. 148C (2019) 114-125]

Rodriguez, D.; Rossi, F.; 高橋 時音; 瀬谷 道夫*; 小泉 光生

Applied Radiation and Isotopes, 159, P. 109083_1, 2020/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:1.47(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

Under the MEXT subsidy to improve nuclear security related development, there was a mistake made in the MCNP model of our initial Cf moderator design. This corrigendum includes the description of the mistake and the results from correcting this.

論文

Development of an online measurement system using an alpha liquid scintillation counter and a glass-based microfluidic solvent extraction device for plutonium analysis

山本 昌彦; 田口 茂郎; Do, V. K.; 久野 剛彦; 駿河谷 直樹

Applied Radiation and Isotopes, 152, p.37 - 44, 2019/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:42.44(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

マイクロ化学チップによる溶媒抽出とアルファ液体シンチレーションカウンタ($$alpha$$-LSC)を組み合わせたプルトニウム(Pu)分析のためのオンライン測定システムを開発した。$$alpha$$-LSCのフローセルは、PTFEチューブをガラス管に詰めて製作し、マイクロ化学チップと接続した。マイクロ流路内の二相流は、コイル状に調整したチューブを用いて安定化させた。マイクロ化学チップ内で溶媒中に抽出したPuは、T字コネクタでシンチレーションカクテルと混合した。本システムにより、Puをオンラインで分離し、検出限界値6.5Bq/mLで検出することができ、発生する廃液量は$$mu$$Lレベルに低減することができた。

論文

Rapid analytical method of $$^{90}$$Sr in urine sample; Rapid separation of Sr by phosphate co-precipitation and extraction chromatography, followed by determination by triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS/MS)

富田 純平; 竹内 絵里奈

Applied Radiation and Isotopes, 150, p.103 - 109, 2019/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:68.11(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

緊急時における作業者の内部被ばくを評価するために、尿中$$^{90}$$Sr迅速分析法を開発した。尿試料中のSrはリン酸塩共沈及びプレフィルター, TRUレジン及びSrレジンのタンデムカラムを用いた抽出クロマトグラフィーにより迅速に分離され、$$^{90}$$Sr濃度はトリプル四重極誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS/MS)により定量された。1mL min$$^{-1}$$の酸素リアクションガス流量でMS/MSモードにより測定したところ、50mg-Sr L$$^{-1}$$までは、m/z=90における$$^{88}$$Srのテーリングは見られなかった。m/z=90の干渉となるGe, Se及びZrは、化学分離により除去された。既知量の$$^{90}$$Srと1mgのGe, Se, Sr及びZrを含む合成尿(1.2-1.6L)を用いて分析法の妥当性を確認した。尿試料からのSrの分離及びICP-MS/MSによる$$^{90}$$Sr測定に要する時間は約10時間、検出限界値は尿試料あたり1Bqであった。

論文

Model design of a compact delayed gamma-ray moderator system using $$^{252}$$Cf for safeguards verification measurements

Rodriguez, D.; Rossi, F.; 高橋 時音; 瀬谷 道夫; 小泉 光生

Applied Radiation and Isotopes, 148, p.114 - 125, 2019/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.11(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

Delayed gamma-ray spectroscopy is an active-NDA technique used to determine the composition of HRNM samples by peak-ratio comparison of GRs above 3-MeV from the short-lived fission products. Filtering out the passive GRs from long-lived FPs reduces the DGS signal, so thermal neutrons are used to induce more fission events from fissile nuclides. We are developing a compact system to moderate $$sim$$ 2-MeV neutrons that are easier to moderate than 14-MeV neutrons from DT generators. This work describes the ideal moderator optimization for a $$^{252}$$Cf source that results in $$25.9times10^{-4}$$ cm$$^{-2}$$ $$n_{source}^{-1}$$ passing through the sample space with $$geq$$ 70% of those below 1-eV. Practical modifications resulted in $$leq$$ 20% reductions compared to the optimized design. Evaluations of DGS signals and backgrounds conclude that only a 21-MBq $$^{252}$$Cf source is required.

論文

Development of clearance verification equipment for uranium-bearing waste

横山 薫; 大橋 裕介

Applied Radiation and Isotopes, 145, p.19 - 23, 2019/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:42.44(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

原子力施設の解体により発生した金属スクラップのうち、複雑形状物をクリアランスできれば、放射性廃棄物の発生量を削減できる。$$^{238}$$Uの崩壊で生成された1.001MeVの$$gamma$$線($$^{rm 234m}$$Pa)を使用して、ドラム缶に入った除染済みの金属中のウラン量を評価可能なクリアランス検証システムを構築した。模擬廃棄物ドラムを用いた試験により、ウランの定量誤差は0.5gのウランに対して25%以内であることを確認した。

論文

Development and application of a method for discriminating the influence of radon progenies in air from aerial radiation monitoring data

廣内 淳; 西澤 幸康*; 卜部 嘉*; 嶋田 和真; 眞田 幸尚; 宗像 雅広

Applied Radiation and Isotopes, 141, p.122 - 129, 2018/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.98(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The influence of $$gamma$$-rays from natural nuclides (particularly the radon progenies, $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi) must be excluded from aerial radiation monitoring (ARM) data to accurately estimate the deposition amount of artificial radionuclides. A method for discriminating the influence of $$^{214}$$Pb and $$^{214}$$Bi in air from the ARM data was developed. The influence of the radon progenies in air was excluded using the relation between the count rates of six NaI (Tl) detectors and a LaBr$$_{3}$$ detector. The discrimination method was applied to the ARM data obtained from around the Sendai Nuclear Power Station. To verify the validity of the discrimination method, the dose rate estimated from the ARM data was compared with the dose rate measured using a NaI survey meter at a height of 1 m above the ground. The application of the discrimination method improved the dose rate estimation, showing the validity of the discrimination method.

論文

Feasibility study of large-scale production of iodine-125 at the high temperature engineering test reactor

Ho, H. Q.; 本多 友貴*; 濱本 真平; 石井 俊晃; 藤本 望*; 石塚 悦男

Applied Radiation and Isotopes, 140, p.209 - 214, 2018/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:56.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The feasibility of a large-scale iodine-125 production from natural xenon gas at high-temperature gas-cooled reactors was investigated. A high-temperature engineering test reactor, which is located in Japan, was used as a reference HTGR reactor in this study. First, a computer code based on a Runge-Kutta method was developed to calculate the quantities of isotopes arising from the neutron irradiation of natural xenon gas target. This code was verified with a good agreement with a reference result. Next, optimization of irradiation planning was carried out. As results, with 4 days of irradiation and 8 days of decay, the $$^{125}$$I production could be maximized and the $$^{126}$$I contamination was within an acceptable level. The preliminary design of irradiation channels at the HTTR was also optimized. The case with 3 irradiation channels and 20-cm diameter was determined as the optimal design, which could produce approximately 180,000 GBq per year of $$^{125}$$I production.

論文

Proposal of a neutron transmutation doping facility for n-type spherical silicon solar cell at high-temperature engineering test reactor

Ho, H. Q.; 本多 友貴; 元山 瑞樹*; 濱本 真平; 石井 俊晃; 石塚 悦男

Applied Radiation and Isotopes, 135, p.12 - 18, 2018/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:72.04(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The p-type spherical silicon solar cell is a candidate for future solar energy with low fabrication cost, however, its conversion efficiency is only about 10%. The conversion efficiency of a silicon solar cell can be increased by using n-type silicon semiconductor as a substrate. This study proposed a new method of neutron transmutation doping silicon (NTD-Si) for producing the n-type spherical solar cell, in which the Si-particles are irradiated directly instead of the cylinder Si-ingot as in the conventional NTD-Si. By using a screw, an identical resistivity could be achieved for the Si-particles without a complicated procedure as in the NTD with Si-ingot. Also, the reactivity and neutron flux swing could be kept to a minimum because of the continuous irradiation of the Si-particles. A high temperature engineering test reactor (HTTR), which is located in Japan, was used as a reference reactor in this study. Neutronic calculations showed that the HTTR has a capability to produce about 40 ton of 10 $$Omega$$ cm resistivity Si-particles for fabrication of the n-type spherical solar cell.

論文

Evaluation of the accuracy of mono-energetic electron and beta-emitting isotope dose-point kernels using particle and heavy ion transport code system: PHITS

椎葉 拓郎*; 久峩 尚也*; 黒岩 靖淳*; 佐藤 達彦

Applied Radiation and Isotopes, 128, p.199 - 203, 2017/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.67(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

単色電子や$$beta$$放出核種の線量・点カーネル(ある点線源による吸収線量の減衰を線源からの距離の関数として表したもの)は、RI内用療法などの治療計画で極めて重要となる。本研究では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて単色電子(0.015, 0.1, 1.0, 2.0MeV)及び$$beta$$放出核種($$^{89}$$Sr, $$^{90}$$Y, $$^{131}$$I)の水及び骨に対する線量・点カーネルを計算し、EGSnrc, GATE6.0, MCNP4C, FLUKAなど他の計算コードによる結果と比較した。その結果、PHITSによる計算結果は他のコードの結果と概ね4%の範囲内で一致した。この結果から、PHITSを用いて計算した線量・点カーネルはRI内用療法の線量評価に用いるのに十分な精度を有していると考えられる。

論文

Temporal variation of dose rate distribution around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station using unmanned helicopter

眞田 幸尚; 織田 忠; 鳥居 建男

Applied Radiation and Isotopes, 118, p.308 - 316, 2016/12

 被引用回数:22 パーセンタイル:95.33(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

福島第一原子力発電所事故により飛散した放射性セシウムの環境中への影響を調査するため、無人ヘリコプター(unmanned helicopter)に放射線検出器を搭載した放射線モニタリングシステム(Unmanned helicopter monitoring system: UHMS)が開発された。UHMSは、主に福島第一原子力発電所周辺のモニタリングに利用され、2012年$$sim$$2015年までに6回のモニタリングを実施した。これらの結果を比較すると、放射線分布の変化傾向が定量的に明らかとなった。

論文

Design and burn-up analyses of new type holder for silicon neutron transmutation doping

米田 政夫; 新居 昌至; 玉井 和夫*; 川崎 幸三*

Applied Radiation and Isotopes, 113, p.60 - 65, 2016/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

研究用原子炉JRR-3におけるシリコン照射において、シリコンインゴットを均一に照射するためのシリコン照射ホルダーの設計・製作及び燃焼解析を行った。新型シリコン照射ホルダーでは、アルミニウムと中性子吸収材であるB$$_{4}$$Cからなる合金を用いることにより、軸方向の中性子束分布の均一化を図っている。しかし、中性子吸収材を用いることにより、長期使用時のフィルター性能の低下が懸念される。本研究により、800時間の照射では、ドーピング分布の変化がほとんど表れないことが分かった。ホルダーの寿命は、フィルターの性能低下以外に、ホルダーに含まれる不純物の放射化量で決まり、それは数百時間と推定される。不純物の放射化が問題となる照射時間の範囲では、ドーピング反応の分布は問題とはならないことが分かった。長期間照射で用いても安定した均一性を維持しており、ドーピング反応の軸方向の差異は、1600時間照射では1.08、4000時間照射では1.18であった。この新型ホルダーを用いることにより、従来のホルダーを用いることに比べて1.7倍の増産が期待されている。

論文

Application of support vector machine to rapid classification of uranium waste drums using low-resolution $$gamma$$-ray spectra

秦 はるひ; 横山 薫; 石森 有; 小原 義之; 田中 祥雄; 杉杖 典岳

Applied Radiation and Isotopes, 104, p.143 - 146, 2015/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.75(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

ウラン廃棄物ドラム缶の内容物に含まれるウランが、天然ウランか回収ウランかを分類する際に、機械学習法の一つであるサポートベクターマシン(SVM)が適用できるか調査を行った。本研究では、NaI(Tl)シンチレーション検出器で取得した12個の訓練用データで機械学習を用い、955個のデータで試験を行った。その結果、元のラベルに対し、4個のデータのみが不正解であった。そのうち1つは、ラベルが間違いのものであり、その他3つはSVMの誤分類であった。SVMは短時間で大量のデータを分類するのに効果的な手法であることが示唆され、スケーリングファクタ法において元のラベルを確認する補助的なツールとして有用だと考えられる。

論文

Method for determining individual deposition velocities of radon progeny

Angell, C.; Pedretti, M.*; Norman, E. B.*

Applied Radiation and Isotopes, 98, p.34 - 39, 2015/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.03(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The deposition velocity of radon progeny is used to model the removal of progeny from the air by surfaces in assessing indoor air quality. The deposition velocity can also be used to assess radon-induced background in sensitive, low-background experiments. Typically, a single value of the deposition velocity issued for all radon progeny. This manuscript presents an experimental method for uniquely determining the deposition velocity of each chemical species of radon progeny and demonstrates that the deposition velocities are different for Po, Pb, and, in principle, for Bi as well, and can vary depending on the surface material.

論文

Direct isotope ratio analysis of individual uranium-plutonium mixed particles with various U/Pu ratios by thermal ionization mass spectrometry

鈴木 大輔; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ; 間柄 正明

Applied Radiation and Isotopes, 96, p.52 - 56, 2015/02

 被引用回数:14 パーセンタイル:83.6(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

化学分離を行わずに様々なU/Pu比を有する個々のU-Pu混合粒子中のU及びPuの同位体比分析を表面電離型質量分析計を用いた連続昇温法により行った。測定に先立ち、同位体標準物質CRM U-010 (NBL, 1%$$^{235}$$U濃縮)及びSRM 947(NBS)溶液を用いて、U/Pu比が1, 5, 10, 18及び70の直径がマイクロメートルサイズのU-Pu混合粒子を作製した。分析の結果、測定した全粒子において、$$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu比を除くU及びPuの全ての同位体比で正確な値が得られた。本結果から、$$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu比を正確に測定するには化学分離などの前段化学処理が必要とされるものの、本分析技術は保障措置及び核鑑識分析において効果的な手段になり得ることが示された。

論文

Observation of $$gamma$$-rays from fallout collected at Ibaraki, Japan, during the Fukushima nuclear accident

三枝 純; 菊田 恭章; 秋野 仁志

Applied Radiation and Isotopes, 77, p.56 - 60, 2013/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:59.34(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

福島第一原子力発電所事故時(2011年3月)に茨城県で採取された降下塵の$$gamma$$線を測定した。塵は大型水盤内に捕集し、試料皿上に蒸発乾固した。その後、Ge検出器による測定を時期を変えて3度行い、各々の波高分布を精密に解析した。直後の測定では、50$$sim$$2048keVの範囲に約140本のピークが観測され、大部分はテルル,ヨウ素,セシウム同位体の全吸収ピーク及びサムピークであった。今回のデータを過去の原子力発電所事故時の浮遊塵のそれと比較すると、放射性セリウム,ルテニウム等の核種は検出されていない一方で、$$^{110m}$$Ag等多く検出されているものもあった。$$^{137}$$Csの放射能濃度は少なくとも1.4$$times$$10$$^{4}$$Bq m$$^{-2}$$であり、このうち14%が降雨によるものと推定された。

論文

Development of "leaky" liposome triggered by radiation applicable to a drug reservoir and a simple radiation dosimeter

赤松 憲

Applied Radiation and Isotopes, 74, p.144 - 151, 2013/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.69(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

現在、放射線の生物影響のターゲットしてDNAが最も重要視されているが、生物(細胞)はDNA以外にもさまざまな構造体を持っておりターゲットとして働くことが知られている。その代表的なものは脂質2重膜である。そこで放射線に対して脆弱な脂質組成・組成比・周辺環境とはどのようなものであるかを、リン脂質-コレステロール系リポソームを用いて調べた。なお、本リポソームを抗癌剤のリーザーバーとして用いることで癌の放射線療法と化学療法を同時に行うことができる。蛍光試薬を封入したリポソームを作成し、リン酸緩衝液中37度で軟X線を照射した。放出された蛍光薬剤の量を測定し、その量を放射線感受性の指標とした。その結果、放射線感受性の法則はおもに次の通りであることがわかった。(1)ビスアリル水素を有する不飽和リン脂質が不可欠、(2)不飽和リン脂質の中でもリノール酸リン脂質が最良、(3)線量率が低いほど放射線感受性が上がる、(4)不飽和リン脂質成分としてのリノール酸リン脂質は5$$sim$$20mol%が最良、(5)コレステロールは30$$sim$$60mol%が最良。不飽和リン脂質の連鎖的な酸化がリポソームの放射線感受性に重要な役割を担っていると考えられる。また、脂質成分の組成によって不飽和結合間の距離や、脂質ラジカルへの酸素分子の接近しやすさが変化することも併せて示している。

論文

A New irradiation method with a neutron filter for silicon neutron transmutation doping at the Japan research reactor No. 3 (JRR-3)

米田 政夫; 川崎 幸三*; 小原 徹*

Applied Radiation and Isotopes, 74, p.70 - 77, 2013/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:54.8(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

JRR-3におけるシリコンドーピングの照射効率を上げるため、中性子フィルター付き照射ホルダーの開発を行った。中性子フィルターは軸方向の照射均一化を図るためのものである。ホルダーは低放射化物質である必要があることから、中性子フィルターはアルミニウムとB$$_{4}$$Cの合金を用いている。中性子フィルターの解析にはモンテカルロ核計算コードであるMVPコードを用いた。特性試験によりMVPコードを用いた解析手法の妥当性を確認することができ、さらに軸方向の中性子束分布の均一化を図れる中性子フィルター機能付き照射ホルダーの設計を行うことができた。本研究で得られた中性子フィルター機能付きホルダーを用いることにより得られる軸方向の中性子束分布の偏差は1.06と均一であった。JRR-3においてこのホルダーを用いることにより、従来の照射方法を用いる場合に比べてシリコンドーピングの照射量を約1.7倍に増加させることが可能となる。

論文

Characterization of Multiple Prompt Gamma-ray Analysis (MPGA) system at JAEA for elemental analysis of geological and cosmochemical samples

Islam, M. A.*; 海老原 充*; 藤 暢輔; 村上 幸弘*; 原田 秀郎

Applied Radiation and Isotopes, 70(8), p.1531 - 1535, 2012/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.68(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

本研究においては、MPGA装置の地質及び宇宙化学的試料の非破壊・多元素同時定量分析に対する特性を調べた。MPGAにおける同時計数データの3つのソーティングモードにおいて、アッドバックモードが高感度であり、最も低い検出限界を示した。MPGA装置はSm, Gd, Cdに対して感度が高い。MPGAの検出限界を他施設の装置と比べると、MPGAのMg, K, S, Clの検出限界は、クローバー検出器8台とBGO検出器から構成される現在の実験条件の下で他施設のそれを1桁程度凌駕していた。MPGAとPGAによるOrgueil水素含有隕石の解析は、MPGAが元素分析として十分な精度で使用できることを示した。Sm, K, Mgなどはスペクトル上の干渉や感度の低さからPGAによっては定量できなかったが、MPGAでは最高3%程度まで精度よく決定できることがわかった。

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